[目 的]肺腺癌是肺癌的主要病理亚型,放疗是肺腺癌患者的主要治疗方式之一,放疗后肿瘤会退缩甚至消失,但多数仍会出现复发、转移。既往大量研究提示,肿瘤干细胞（cancer stem cell,CSC）对放疗具有天然抵抗力,是导致放疗后肿瘤复发及转移的关键因素。有研究发现,电离辐射可以诱导一些具有潜在干性的非CSC逆向分化为CSC,然而此现象并未在肺腺癌中得以研究。本研究首次对电离辐射能否诱导肺腺癌非CSC逆向分化为CSC进行探索,并深入研究其中可能的调控机制,对更好地阐释肺腺癌放疗抵抗产生的机理及寻找能够预测及提高肺腺癌放射敏感性的靶点具有重要意义。[方 法]本研究分两部分:1.电离辐射诱导肺腺癌非CSC逆向分化的现象研究首先构建A549放射抵抗株（AR）,检测其干性相关蛋白（Oct4、Nanog、Sox2、CD133）表达及体外形成CSC悬浮球能力（成球能力）的变化。然后,通过磁性细胞分选去除肺腺癌A549及H1299细胞中的CD133+细胞,得到CD133-/low细胞群;对该细胞群分别进行不同剂量X线照射,照射后不同时间点检测残存细胞中干性相关基因（oct4、nanog、sox2）及其蛋白表达水平的变化,并通过流式检测残存细胞中CD133+细胞的比例变化以及体外悬浮球培养观察残存细胞成球能力及潜力的改变。2.电离辐射诱导肺腺癌非肿瘤干细胞逆向分化的机制研究首先使用Western blot检测了CD133-/lowA549（以下简称为A-）及CD133-/low H1299（以下简称为H-）细胞经不同剂量X线照射后残存细胞中上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition,EMT）相关蛋白（E-cadherin、N-cadherin及Vimentin）的表达差异,同时观察AR组细胞EMT相关蛋白的表达变化,以研究EMT在肺腺癌非CSC放射后逆向分化及放射抵抗中的作用。然后对第一部分研究中干性重编程变化最为明显的放射后残存细胞进行转录组测序,以未照射细胞为对照,以寻找调控电离辐射后肺腺癌非肿瘤干细胞逆向分化的关键基因及通路,并对筛选得到的基因进行干扰后再次重复第一部分表型实验,以观察该基因的干扰能否逆转由电离辐射诱导的肺腺癌非CSC的逆向分化。[结 果]1.电离辐射诱导肺腺癌非CSC逆向分化的现象研究（1）放射抵抗A549细胞株较亲本细胞表现出更强的干性,表现为干性相关蛋白表达显著上调及形成CSC悬浮球的能力显著增加。（2）A-及H-细胞经X线照射后干性相关基因（oct4、nanog及sox2）均有不同程度上调,且随着照射剂量的增加,变化越为明显,其中以8Gy照射后96h尤为突出。干性相关蛋白的表达呈现相似变化趋势,在4Gy或8Gy X线照射后96h明显上调。（3）8Gy X线照射后96h的残存A-及H-细胞中CD133+细胞的比例显著增加。（4）A-及H-细胞经不同剂量X线照射后96h残存细胞的成球能力增加并呈剂量依赖性,其中以8Gy照射组变化最为明显。并且8Gy X线照射后96h残存细胞形成CSC悬浮球的频率显著增加,达未照射组的5倍左右。2.电离辐射诱导肺腺癌非CSC逆向分化的机制研究（1）A-及H-细胞在不同剂量X线照射后的E-cadherin蛋白表达下调,N-cadherin蛋白表达也呈现下调趋势,在8Gy照射后最为明显;而Vimentin蛋白的表达有上调趋势,且在4Gy照射后变化最为明显。相较于亲本A549细胞,放射抵抗A549细胞的E-cadherin蛋白表达下调,N-cadherin及Vimentin蛋白表达呈现上调趋势。（2）通过基因转录组测序及生物信息学预测EGR1可能是调控电离辐射诱导肺腺癌非CSC逆向分化的关键基因。EGR1基因及蛋白在8Gy X线照射后96h的残存A-和H-细胞中表达上调。同时,EGR1蛋白在A549及H1299细胞来源的CSC悬浮球及放射抵抗A549细胞中表达上调。（3）敲低EGR1的表达能够抑制X线照射诱导的A-和H-细胞中干性相关蛋白表达的上调、CD133+细胞比例的增加及成球能力的增加。并且,敲低EGR1的表达能够恢复放射抵抗A549细胞的放射敏感性。（4）通过数据库预测分析,GDF15可能是EGR1调控放射后肺腺癌非CSC逆向分化的关键靶基因。同时,GDF15蛋白在A549及H1299细胞来源的CSC悬浮球及放射抵抗A549细胞中均有所上调。（5）敲低EGR1的表达能够引起GDF15的表达下调,说明EGR1正向调控GDF15的表达。同时,GDF15在经8Gy X线照射后96h的残存A-和H-细胞中表达明显上调,并且培养液上清中的GDF15蛋白分泌量明显增加。来源于经8Gy X照射后培养96h的A-和H-细胞的条件培养基能在一定程度上逆转EGR1敲低对电离辐射诱导的肺腺癌非CSC逆向分化的抑制作用,且随着条件培养基用量的增加,其作用越强,呈现一定剂量依赖性。[结 论]1.肺腺癌A549细胞干性的增加可能导致了其放射抵抗。2.X线照射可在一定程度上诱导肺腺癌非CSC逆向分化为CSC,并呈现一定剂量及时间依赖性,以8Gy照射后96h变化最为明显。3.EMT可能并不主导放射后肺腺癌非CSC的逆向分化,但其可能介导了肺腺癌A549细胞的放射抵抗。4.EGR1的上调可能诱导了肺腺癌A549细胞的放射抵抗。5.电离辐射可能通过上调EGR1/GDF15信号轴诱导肺腺癌非CSC的逆向分化。6.GDF15可能作为分泌蛋白通过自分泌或旁分泌的方式调控放射后肺腺癌非CSC的逆向分化,有待进一步深入研究加以验证。